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문제 정의
- 본 연구에서는 기존 수직밀폐형 용량 계산 이론을 수정하여 개방형의 용량 및 길이를 간단히 계산할 수 있는 Spreadsheet 형태의 계산 Tool을 개발하였다. 본 Tool에서는 개방형 시공 구조에 맞는 보어홀 열저항을 고려하였으며, 지하수 흐름 방향 및 건물의 냉난방 부하 특성을 고려한 설계가 가능하도록 하였다.
- 본 연구에서는 기존 수직밀폐형 용량 계산 이론을 응용하여 개방형 설계 초기에 컴퓨터 Spreadsheet를 이용하여 간단하게 계산할 수 있는 설계방법을 제안하였다.
가설 설정
- 개방형은 바둑판식의 격자 배열로 시공하지 않기 때문에 본 논문에서는 Tp를 고려하지 않는 것으로 가정하였다. G-Function 또한 별도의 계산 없이 수직밀폐형에서 사용한 값을 사용하였다.
- 그러나 열저항 계산 시 지반과 열전달에 영향을 주지 않는 내부케이싱의 면적을 제외하여야 하고, 내부케이싱에서 발생하는 열량, 즉 지하수가 지반과 열교환 후 내부케이싱을 거쳐 히트펌프로 이송되는 동안의 에너지 득실을 고려해야 한다. 본 연구에서는 수식을 단순화하기 위하여 내부케이싱을 완전 단열로 가정하고 내부케이싱의 면적을 제외하였다. 이에 따라 지반과 내부케이싱 사이의 지하수에 의한 대류의 열저항만을 고려한 식 (8)과 같이 표현할 수 있다.
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